Wer oder was ist SOFIA - Planetarium Laupheim ... Wer oder was ist SOFIA? Sofia, das ist ein M£¤dchenname

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Wer oder was ist SOFIA - Planetarium Laupheim ... Wer oder was ist SOFIA? Sofia, das ist ein...

  • Wer oder was ist SOFIA?

    Sofia, das ist ein Mädchenname. Sofia ist aber auch die Hauptstadt

    von Bulgarien. Wenn wir von Sofia sprechen, meinen wir aber etwas

    ganz anderes! Sofia ist nämlich eine Abkürzung, und deshalb

    schreiben wir auch SOFIA.

    SOFIA, das bedeutet StratosphärenObservatorium für Infrarot

    Astronomie. Hört sich das etwas kompliziert an? Dann wollen wir

    einmal versuchen, das zu erklären.

    Beginnen wir einfach mit dem ersten Wort. Was ist eine

    Stratosphäre? Über der Erdoberfläche befindet sich Luft. Wir

    sprechen auch von der Lufthülle oder Atmosphäre der Erde. Diese

    Atmosphäre hat verschiedene Schichten. Im Bild unten siehst du, wie

    diese Schichten heißen und in wie vielen Kilometern Höhe sie sich

    befinden.

    http://www.gerstel.de/de/GA47_Atmossphaere-Aufbau.htm

  • Die unterste Schicht der Erde heißt "Troposphäre" und darüber

    kommt die "Stratosphäre". Weil das S in SOFIA für "Stratosphäre"

    steht, ist SOFIA also etwas, das sich in dieser Höhe befindet.

    Tatsächlich ist SOFIA ein ganz besonderes Flugzeug, nämlich eine

    umgebaute Boeing 747SP, welches in der Stratosphäre fliegt, meist in

    ca. 13 Kilometern Höhe.

    Warum aber sprechen wir von einem

    "Observatorium", also dem Ob in SOFIA?

    Ein Observatorium ist ein Ort oder ein

    Gebäude, von dem aus man beobachtet.

    Also zum Beispiel eine Sternwarte, von

    der aus man den Weltraum beobachten

    kann. Die meisten Sternwarten sind

    Gebäude, die auf dem Erdboden stehen. SOFIA aber ist eine fliegende

    Sternwarte, weil in ihr ein Teleskop (Fernrohr) eingebaut ist. Deshalb

    ist SOFIA ein Observatorium. Auf dem nächsten Bild siehst du SOFIA.

    Ganz hinten ist eine große Luke geöffnet, hinter welcher sich das

    Teleskop befindet.

    Das F in SOFIA steht für das Wörtchen "für". Das müssen wir

    vermutlich nicht erklären. Aber was bedeutet "Infrarot", also das I in

    SOFIA?

    https://de.wikipedia.org/wiki/Canada-France-Hawaii_Telescope

  • Wir sehen mit unseren Augen. Dabei sehen wir das Licht, das in unser

    Auge fällt. Licht nennen wir manchmal auch "Strahlung". Schließlich

    sind es ja Lichtstrahlen. Aber es gibt auch Strahlen, die unser Auge

    nicht sehen kann. Das ist so ähnlich wie bei Tönen. Sehr hohe oder

    sehr tiefe Töne können wir Menschen nicht mehr hören. Manche

    Tiere dagegen schon. So ist es auch bei der Strahlung. Wir Menschen

    sehen nur einen kleinen Teil der Strahlen.

    https://www.sofatutor.com/physik/videos/elektromagnetische-welle-spektrum

    Auf dem Bild oben siehst du in der Mitte die für uns sichtbaren

    Farben. Links und rechts davon siehst du unsichtbare Arten der

    Strahlung. Dazu gehört zum Beispiel die UV-Strahlung, welche einen

    Sonnenbrand verursachen kann. Oder die Radiowellen, welche dein

    Handy nutzt. Oder die Röntgenstrahlen, welche du vielleicht von

    einem Arzt kennst. Oder die Mikrowellen, die wir in unserer Küche

    nutzen. Direkt neben dem sichtbaren Licht befindet sich aber auch

    die Infrarotstrahlung. Infrarot ist also eine Art von Strahlung, die wir

    mit unserem menschlichen Auge nicht sehen können.

    Mit speziellen Kameras können wir die Infrarotstrahlung aber

    sichtbar machen. Die Kamera in deinem Handy sieht zum Beispiel

    einen Teil der Infrarotstrahlung. Das kannst du in einem kleinen

    Experiment testen. Das kleine Lämpchen einer Fernbedienung gibt

  • nämlich Infrarotstrahlung ab. Halte das Lämpchen vor die Kamera

    deines Handys und drücke verschiedene Tasten auf der

    Fernbedienung. Du siehst plötzlich unsichtbare Strahlung mithilfe

    deines Handys!

    Jetzt kannst du sogar ein weiteres Experiment durchführen. bringe

    zwischen die Fernbedienung und deine Kamera zum Beispiel eine

    schwarze Folie oder eine Flasche Cola. Dabei erkennst du eine

    besondere Eigenschaft der Infrarotstrahlung. Sie dringt nämlich durch

    diese Hindernisse hindurch! Dies ist - wie wir gleich sehen werden -

    sehr wichtig!

    Es gibt aber leider etwas, durch das die Infrarotstrahlung nicht

    hindurch kommt. Und das ist Wasser und Wasserdampf. Teste das

    mit diesem Experiment: Bringe Wasser zwischen eine Infrarotlampe

    und deine Hand. Über und neben dem Wasser spürst du die

    Strahlung als Wärme. Hinter dem Wasser kommt jedoch nichts an.

  • Für die Astronomen ist das ein echtes Problem. Und jetzt sind wir

    schon beim A in SOFIA, der Astronomie. Die Astronomie ist eine

    Wissenschaft, die sich mit dem Weltall beschäftigt. Also mit den

    Sternen und Planeten zum Beispiel. Gerne möchten die Astronomen

    die Infrarotstrahlung beobachten, die uns aus dem Weltraum

    erreicht. Dummerweise kommt diese aber nicht durch Wasserdampf

    hindurch und Wasserdampf befindet sich überall in der Luft. Es gibt

    also nur eine Möglichkeit: Man muss es schaffen, so hoch zu fliegen,

    dass man sich über dem Wasserdampf befindet. Genau aus diesem

    Grund fliegt SOFIA auch so hoch in der Stratosphäre!

    Bild: Infarot-Satellit HERSCHEL, https://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-2448/3635_read-5477/

    Natürlich könnte man auch einen Satelliten bauen, der noch höher

    fliegt. Der hätte aber zwei Nachteile. Erstens müsste dieser ständig

    gekühlt werden. Das Kühlmittel geht meistens nach 2-3 Jahren zu

    Ende und der Satellit wäre dann nutzlos. Außerdem dauert es oft

    über 10 Jahre, bis ein Satellit fertig gebaut und gestartet ist. In dieser

    Zeit entwickelt sich die Technik weiter. Es gibt zum Beispiel immer

    bessere Kameras, sodass die Technik in Satelliten immer schon

    veraltet ist. Weil SOFIA aber immer wieder landet, kann man bei ihr

    sowohl das Kühlmittel austauschen als auch immer neuere und

    bessere Instrumente einbauen!

  • Aber warum wollen die Astronomen eigentlich unbedingt die

    Infrarotstrahlung aus dem Weltraum beobachten?

    Das hat eigentlich zwei Gründe!

    1) Die Astronomen interessiert, wie Sterne - also Sonnen - entstehen.

    Wir wissen, dass Sterne zu Beginn ihres Lebens noch nicht so heiß

    sind wie unsere Sonne. Deshalb geben sie auch noch kein sichtbares

    Licht ab. Kalte Objekte wie junge Sterne strahlen aber im Bereich des

    Infrarot. Wenn man also kühle Objekte im Weltraum beobachten will

    - und davon gibt es sehr viele - benötigt man dazu die

    Infrarotstrahlung.

    2) Viele Objekte befinden sich hinter Wolken aus Staub. Staubwolken

    gibt es in unserer Milchstraße viele. Diese lassen das sichtbare Licht

    nicht hindurch. So, wie das Cola in deinem Versuch. Infrarotstrahlung

    durchdringt jedoch diese Staubwolken. Wenn wir das Universum im

    Infrarot beobachten, sehen wir oftmals also viel weiter. Wir sehen

    zum Beispiel bis zur Mitte unserer eigenen Galaxis (Milchstraße), wo

    sich ein schwarzes Loch befindet. Außerdem sind gerade auch junge

    Sterne immer von einer Staubwolke umgeben. Mit einem

    Infrarotteleskop sehen wir in diese Wolken hinein.

    Rechts siehst du eine Aufnahme im sichtbaren Licht. Eine Staubwolke

    schluckt das Licht der Sterne dahinter. Rechts sehen wir die Wolke im

    Infrarot. Wir blicken durch sie hindurch.

    http://www.spitzer.caltech.edu/images/1328-ssc2004-20a-The-Starless-Core-that-Isn-t

  • Und hier siehst du ein Bild vom Zentrum unserer eigenen Galaxis:

    https://news.softpedia.com/news/Massive-Dust-and-Gas-Ring-Found-Around-Sagittarius-A-432426.shtml

    Im sichtbaren Licht könnten wir dies nicht sehen. Wir sehen hier, wie

    Sterne und jede Menge strahlendes Gas um etwas kreisen, was wir

    selbst aber nicht sehen können. Dies ist das Schwarze Loch im

    Zentrum unserer Galaxis, welches man auch mithilfe von SOFIA

    indirekt beobachten kann!

    Übrigens hat SOFIA noch einen Vorteil. Viele besondere

    astronomische Ereignisse kann man nur von bestimmten Orten der

    Erde aus beobachten. Im Gegensatz zu einer normalen Sternwarte

    hat SOFIA die Möglichkeit, zu diesen Orten zu fliegen und zum

    richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort zu sein.

    Dabei kann man sich vorstellen, dass es technisch gar nicht so einfach

    ist, so etwas wie SOFIA zu bauen. Bist du schon einmal geflogen?

    Dann weißt du, dass es in einem Flieger immer etwas wackelt.

    Manchmal stark. Manchmal so schwach, dass man es kaum spurt. Die

    Vergrößerung des Teleskops in SOFIA ist aber so hoch, dass das

    Flugzeug nicht wackeln darf. Wie schafft man das? Die Antwort ist

    einfach: Überhaupt nicht!

  • Ein Flugzeug wackelt immer. Deshalb ist das Teleskop, welches du im

    nächsten Bild siehst, auf eine ganz besondere Basis gebaut.

    https://www.dw.com/de/sofias-infrarotblick-ins-all/a-15392275

    Die Lagerung des Teleskops wurde in Deutschland entwickelt und

    gebaut. Deshalb ist SOFIA auch ein Projekt der amerikanischen

    Weltraumbehörde NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und

    Raumfahrt DLR. Die besondere und technisch sehr aufwändige

    Lagerung des Telesko